Oleh: Kavadya Syska, S.P., M.Si. (Dosen Bidang Teknologi Pangan – Food Technologist, Universitas Nahdlatul Ulama)
Teknologi sensor berbasis kertas yang menggunakan pencetakan tinta (inkjet printing) telah menjadi inovasi mutakhir dalam bidang deteksi mikro, termasuk di dalamnya aplikasi untuk diagnosis medis, pemantauan lingkungan, dan pengujian keamanan pangan. Sensor ini menawarkan berbagai keunggulan seperti kemudahan dalam proses produksi, kecepatan, fleksibilitas, biaya rendah, serta kemampuan untuk produksi massal dengan resolusi tinggi. Teknologi ini memberikan solusi efisien untuk masalah deteksi zat aditif dalam pangan yang seringkali membutuhkan alat dan metode yang rumit serta mahal.
Dalam penelitian ini, metode baru disajikan untuk mempersiapkan sensor berbasis kertas sepenuhnya melalui teknik cetak tinta. Sensor ini dirancang untuk deteksi fluoresensi multisaluran dengan menggunakan tiga jenis fluorescent carbon dots (CDs), yaitu r-CDs (merah), b-CDs (biru), dan y-CDs (kuning). CDs tersebut diformulasikan ke dalam tinta cetak dengan menambahkan rasio pelarut yang tepat, polietilen glikol (PEG), dan surfaktan FS3100 untuk mengontrol viskositas, tegangan permukaan, dan faktor lain yang mempengaruhi kualitas hasil cetakan. Hasilnya adalah respons fluoresensi yang dioptimalkan secara visual pada kertas, memungkinkan deteksi cepat dan akurat.
Dalam upaya mengoptimalkan proses cetak tinta sepenuhnya untuk sensor berbasis kertas, studi ini juga menginvestigasi pengaruh berbagai faktor, termasuk penggunaan material hidrofobik seperti AKD (alkyl ketene dimer), kondisi pasca-pengolahan, serta struktur saluran hidrofobik dan hidrofilik terhadap akurasi deteksi. Ditemukan bahwa konsentrasi AKD yang tepat, serta waktu dan suhu pengeringan yang sesuai, dapat menghasilkan reaksi optimal antara AKD dan kelompok permukaan kertas, sehingga terbentuk lebih banyak kelompok hidrofobik pada permukaan dan di dalam struktur kertas. Ini memungkinkan terbentuknya sensor berbasis kertas mikrofluida dengan batas yang jelas serta kecepatan transmisi cairan yang cepat, sambil mempertahankan biaya produksi yang rendah dan efisiensi tinggi.
Aplikasi sensor berbasis kertas ini digunakan untuk penentuan secara fluorometri beberapa zat sekaligus, seperti vitamin C (asam askorbat, AA), nitrit (NO2-), dan pewarna makanan sunset yellow (SY). Batas deteksi visual menggunakan mata telanjang untuk masing-masing zat adalah 6 mmol/L untuk NO2-, 60 μmol/L untuk SY, dan 40 mmol/L untuk AA. Kemampuan sensor ini untuk mendeteksi beberapa senyawa secara bersamaan dengan batas deteksi yang rendah menunjukkan potensi besar dalam mengoptimalkan pengujian keamanan pangan di lapangan.
Penelitian ini juga menyelidiki secara rinci mekanisme di balik proses pencetakan tinta pada kertas, yang terbukti sederhana, andal, dan mudah diterapkan dalam produksi massal. Teknologi ini membuka jalan bagi deteksi yang lebih sensitif, efisien, dan on-site (langsung di tempat) untuk zat aditif pangan tanpa memerlukan peralatan laboratorium yang rumit. Hal ini sangat relevan bagi industri pangan yang membutuhkan solusi deteksi cepat dan tepat guna menjaga kualitas dan keamanan produk.
Dengan hasil ini, teknologi sensor berbasis kertas cetak tinta memberikan solusi revolusioner yang dapat diterapkan secara luas dalam berbagai aplikasi industri, termasuk keamanan pangan. Sensor ini tidak hanya menjawab kebutuhan deteksi yang cepat dan akurat, tetapi juga memfasilitasi metode yang lebih ekonomis, ramah lingkungan, dan dapat diandalkan untuk pemantauan zat aditif dalam pangan secara real-time.
